Question

（1）粒子穿过界面PS时的速度大小与方向；
（2）点电荷Q的电性及电量大小。

Answer 1

(1)v＝2.5×10⁶ m/s，方向与水平方向成37°角斜向右下
(2)点电荷Q带负电 1.04×10^－8C

（1）粒子在正方形区域abcd中做类平抛运动。在RO方向做匀速直线运动，；在ab方向做初速度为0的匀加速直线运动。
运动时间 ------------------------1分
------------------------2分
粒子射出dc边界时
v_y＝at₁＝1.5×10⁶ m/s  ------------------------2分          
v_x＝v₀＝2×10⁶ m/s
粒子的运动速度为v＝=2.5×10⁶ m/s -----------------2分
粒子的速度偏向角的正切为tanq＝v_y/ v₀＝0.75，q＝37°  ------------------------2分
粒子飞出电场后在界面cd、PS间的无电场区域做匀速直线运动，所以粒子穿过界面PS时的速度大小为v＝2.5×10⁶ m/s，方向与水平方向成37°角斜向右下。 -----------1分
（2）粒子由界面ab运动到界面PS的过程中竖直方向上的位移
 ------------------------2分
由题意，粒子穿过界面PS时速度方向和库仑力方向垂直，库仑力提供向心力。
所以点电荷Q带负电，------------------------1分
粒子做圆周运动的半径为R＝y/cosq＝0.15 m  -----------------2分